Question

如圖示，跨過定滑輪的光滑細(xì)線左端連接邊長為L，匝數(shù)為n，質(zhì)量為m₁=m，總電阻為R的正方形閉合線框．右端連接質(zhì)量為m₂=2m的物塊．裝置從圖示位置由靜止釋放，線框勻速穿過寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．                                                                                                                         

求（1）線框進(jìn)入磁場前加速度大小和線的張力，                                                         

（2）線框穿過磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱．                                                                       

（3）線框進(jìn)入磁場前發(fā)生的位移大�。�                                                                       

                                                                                     

                                                                                                                                    

Answer 1

（1）由隔離法，對(duì)m₂受力分析，根據(jù)牛頓第二定律，則有：2mg﹣T=2ma；

對(duì)m₁受力分析，則有：T﹣mg=ma；

聯(lián)合解得：a=；

則線的張力T=；

（2）根據(jù)能量守恒定律，線框穿過磁場過程，速度不變，重力勢(shì)能的減小量轉(zhuǎn)化為焦耳熱，

則為Q=2mg×2L﹣mg×2L=2mgL；

（3）線框進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：F_安=2mg﹣mg，即n

因此v=

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，則有：s===；

答：（1）線框進(jìn)入磁場前加速度大小和線的張力，

（2）線框穿過磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱2mgL．

（3）線框進(jìn)入磁場前發(fā)生的位移大小．